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    IFR在2014年全球機(jī)器人數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中披露：到2017年，中國工廠的工業(yè)機(jī)器人安裝量將超越歐盟和北美，預(yù)計(jì)將從現(xiàn)在的20萬臺(tái)翻番到超過40萬臺(tái)。比較而言，在北美，這個(gè)數(shù)字將上升到約30萬，歐盟五大經(jīng)濟(jì)體預(yù)計(jì)將達(dá)到34萬臺(tái)。

    就銷量而言，中國已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場。但是，這僅僅標(biāo)志著一個(gè)快速追趕過程的第一步。鑒于中國還非常低的機(jī)器人密度，未來的市場規(guī)模顯然很清楚：迄今為止，中國制造行業(yè)每10000名員工僅適用30臺(tái)機(jī)器人，與之相比，德國的機(jī)器人密度是中國的10倍，日本甚至超過中國11倍，北美超過中國5倍，大部分應(yīng)用在物料處理(40%)和焊接領(lǐng)域 (36%)。汽車工業(yè)是目前最大的應(yīng)用領(lǐng)域，約占總需求量的40%。

    “中國生產(chǎn)工廠的自動(dòng)化剛剛起步”，ABB機(jī)器董事總經(jīng)理Per Vegard Nerseth說道， “作為來到中國的第一家外資機(jī)器人制造商，我們已經(jīng)觀察市場發(fā)展多年了。在過去兩三年迅速我們親眼目睹了迅速，幾乎是爆炸式的增長，甚至超過了我們的預(yù)期。”Kuka公司和兩家日本機(jī)器人制造商現(xiàn)在也在中國建立了生產(chǎn)基地。在中國，4/5的機(jī)器人由國外廠商制造，大部分來自日本、北美和歐洲。然而，更多的制造商正計(jì)劃在中國建立自己的生產(chǎn)線。

    同時(shí)，中國政府也正在推進(jìn)機(jī)器人方面的研究。主要的合作伙伴都是國外領(lǐng)先的機(jī)器人制造商。相比之下，中國的制造商都集中以一般質(zhì)量和不成熟的技術(shù)滿足客戶需要，但在這一領(lǐng)域的銷量相比2012年已經(jīng)翻了三番。

    工業(yè)機(jī)器人改變制造模式

    很多人把2014年稱為“中國工業(yè)機(jī)器人元年”。這是很有道理的。從銷售量來看，中國是全球增長最快的機(jī)器人市場，已經(jīng)超過日本，成為全球第一大機(jī)器人市場。而且，中國在制造領(lǐng)域中的工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，還有巨大的提升空間。以機(jī)器人密度而論，國際每萬名工人擁有機(jī)器人臺(tái)數(shù)平均為55臺(tái)，韓國為347臺(tái)，日本為339臺(tái)，德國為251臺(tái)，美國為135臺(tái)(以上皆為2011年數(shù)據(jù))，中國2013年則剛剛增至23臺(tái)。

    工業(yè)機(jī)器人

    可以預(yù)見，未來幾年中，工業(yè)機(jī)器人的浪潮會(huì)向中國制造業(yè)全方位襲來。有人把這種現(xiàn)象歸因?yàn)椋阂皇?ldquo;人口紅利”的消失，用工成本的上漲導(dǎo)致的勞動(dòng)力市場倒逼工業(yè)機(jī)器人的快速替代;二是由于技術(shù)成熟導(dǎo)致的工業(yè)機(jī)器人價(jià)格的大幅下降;三是國家政策對(duì)工業(yè)機(jī)器人的大力扶持。

    改變制造模式

    以上的觀點(diǎn)固然正確，但還未切中要害。實(shí)際上，中國機(jī)器人井噴式發(fā)展的背后是制造模式的轉(zhuǎn)變，機(jī)器人走上中國制造業(yè)的舞臺(tái)，越來越成為“主角”，并最終發(fā)展為無法撼動(dòng)的“臺(tái)柱子”。用新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司總裁曲道奎的話來說，就是：工業(yè)機(jī)器人加速了中國制造模式的變革，沒有機(jī)器人，未來中國的制造模式就會(huì)缺少一個(gè)核心支撐。在“2014中國數(shù)字工廠推進(jìn)大會(huì)(DFC’2014)”的演講中，曲道奎強(qiáng)調(diào)指出：機(jī)器人有望成為新一輪工業(yè)革命的切入點(diǎn)。

    現(xiàn)在越來越多的年青人固然不愿意選擇艱苦的制造業(yè)，但另一方面，在中國制造向智能制造、數(shù)字制造的升級(jí)中，越來越多超精細(xì)化的、苛刻條件下的、極度復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也不適宜人工完成。很多工作人完成不了，即使勉強(qiáng)完成，也費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所以只能由機(jī)器人來出馬。

    近年來， 中國制造的高鐵很受關(guān)注。人們形象地把高鐵的車頭稱為“子彈頭”，透露出一種喜愛之情。但是要給“子彈頭”裝上玻璃，則是一件非常令人頭疼的事情。據(jù)天津智通機(jī)器人有限公司總工程師齊玉哲在“2014中國數(shù)字工廠推進(jìn)大會(huì)(DFC’2014)”上介紹說，它需要一套格外復(fù)雜的自動(dòng)化安裝系統(tǒng)，其中的難點(diǎn)在于玻璃和窗框的匹配。給汽車裝玻璃很簡單，直接裝上即可。但是高鐵車頭必須要考慮到復(fù)雜的速度、強(qiáng)度、精度、弧度、曲率等方面影響，給它安裝玻璃是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。先要采用視覺技術(shù)進(jìn)行3D測量，再建模后并進(jìn)行偏差修正，然后進(jìn)行規(guī)劃程序。等這幾個(gè)準(zhǔn)備步驟都完成了，實(shí)施安裝步驟時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)人工無法保障精度和準(zhǔn)確性。因?yàn)閷?duì)玻璃和車框的加工精度所提出的要求非常高，人工操作無法保證，必須借助機(jī)器人。程序把交互柔性加工系統(tǒng)的3D測量數(shù)據(jù)傳遞給機(jī)器人，并控制機(jī)器人讓它正確地抓取玻璃和精準(zhǔn)地放至窗框上。

    未來的數(shù)字制造中，智能化成套裝備將會(huì)大規(guī)模廣泛使用，因其具備精細(xì)制造、精細(xì)加工以及柔性生產(chǎn)等技術(shù)特點(diǎn)，人工作業(yè)在很多時(shí)候無法與之協(xié)同生產(chǎn)，所以，人的工作會(huì)由機(jī)器人來接管。作為人工生產(chǎn)的替代者，并非意味著機(jī)器人是競爭中的獲勝者，而是繼動(dòng)力機(jī)械、計(jì)算機(jī)之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的重要手段。它會(huì)大大改變制造模式，把人從枯燥、繁瑣的勞動(dòng)中解放出來，從而去做更富有意義的事情。

    擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域

    目前，中國工業(yè)機(jī)器人的保有量占全球保有總量的1%，但每年增量卻很大。近兩年來年增長率都在30%以上，國產(chǎn)品牌增長率甚至高達(dá)60%。與此同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也已從過去幾個(gè)集中的行業(yè)向更廣泛的行業(yè)擴(kuò)張。

    汽車行業(yè) 由于生產(chǎn)方式的特點(diǎn)十分吻合機(jī)器人的功能，汽車行業(yè)一直是我國機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，其占比高達(dá)38%，同時(shí)也是機(jī)器人使用密度最高的行業(yè)。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)估算，2012年我國汽車工業(yè)每萬名工人擁有機(jī)器人臺(tái)數(shù)約為213臺(tái)，約為我國制造業(yè)平均水平的10倍。

    雖然我國汽車產(chǎn)業(yè)整體水平有待提升，自主品牌還有很長的一段路要走，但是這并不能阻礙一些具有國際水平的工廠的涌現(xiàn)。這些工廠都有相似的特點(diǎn)，即：其生產(chǎn)設(shè)備——機(jī)器人的品質(zhì)和應(yīng)用水平也都是國際領(lǐng)先的。

    汽車制造廠一般分為幾大車間： 沖壓車間、焊裝車間、動(dòng)力總成車間和總裝車間。工業(yè)機(jī)器人均起了“頂梁柱”的作用。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，一些制造業(yè)強(qiáng)國寧可相信機(jī)器，也不相信人。所以，機(jī)器人作為一種高端自動(dòng)化裝備，在汽車制造領(lǐng)域有了寬廣的用武之地。而人工作業(yè)反倒被邊緣化了，成了配角。例如寶馬沈陽鐵西工廠的車身車間，是整個(gè)工廠中自動(dòng)化率最高的車間，高達(dá)95%，除返修工位之外，已全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。工人的角色除了通過工業(yè)電腦下達(dá)生產(chǎn)指令外，就是做一些機(jī)器人的輔助性工作，比如，一個(gè)重達(dá)幾十噸的模具的更換工作僅需要3人完成，其中1人負(fù)責(zé)操作電子遙控桿(控制模具在空中的運(yùn)行軌跡)，另外2人負(fù)責(zé)安裝吊纜和模具夾緊器。

    近10余年來，隨著我國汽車產(chǎn)量的大幅提升，汽車企業(yè)應(yīng)用機(jī)器人的數(shù)量也有了幾何級(jí)數(shù)的增長。2000年前后，上海大眾途安的車間，90多臺(tái)機(jī)器人就是一個(gè)非常大的應(yīng)用。現(xiàn)在，一汽大眾佛山工廠一個(gè)焊裝車間就用了1000余臺(tái)機(jī)器人。將來，隨著自動(dòng)化水平和人們對(duì)國產(chǎn)汽車品質(zhì)需求的提高，車企機(jī)器人的應(yīng)用還會(huì)大幅攀升。

    家電行業(yè) 我國的家電行業(yè)在國際上有較強(qiáng)競爭力，其中機(jī)器人的功勞不小。包括電視機(jī)、冰箱等的制造，現(xiàn)在幾乎全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化。國內(nèi)著名的大家電廠商為保證質(zhì)量、降低成本、爭取競爭優(yōu)勢(shì)，在引進(jìn)、購買機(jī)器人方面不惜重金。

    其他制造行業(yè) 據(jù)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)執(zhí)行副會(huì)長、中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)理事長宋曉剛介紹，未來一兩年間，量大面廣的制造業(yè)，如冶金、建材、輕工、紡織為實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)業(yè)升級(jí)，完成自動(dòng)化改造，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)及機(jī)器人有著旺盛的需求。機(jī)器人的使用，可以大幅提高這些行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。機(jī)器人有許多人無法比擬的特點(diǎn)，如：它可以24小時(shí)不停工作，沒有休假，不需要養(yǎng)老保險(xiǎn)。從工藝精度角度講，機(jī)器人明顯高于人工操作，而且重復(fù)性強(qiáng)。這是上述行業(yè)準(zhǔn)備應(yīng)用機(jī)器人的另一個(gè)重要考慮。對(duì)此，宋曉剛提醒到，機(jī)器人本身能發(fā)揮什么作用，比如說它各種各樣的動(dòng)作，能否滿足生產(chǎn)過程需求，需要集成商解決這個(gè)問題。機(jī)器人不像一般產(chǎn)品，買回來就能用。而是投入使用前，要與生產(chǎn)流程、生產(chǎn)工藝、前后端設(shè)備、過程的動(dòng)作環(huán)節(jié)要結(jié)緊密地融合在一起，才能起到預(yù)期作用。集成應(yīng)用技術(shù)尤其是對(duì)這些量大面廣的制造業(yè)更為重要。

    物流業(yè) 機(jī)器人本身具有重復(fù)性高、精度高、節(jié)拍準(zhǔn)、工作范圍較廣等特點(diǎn)，從這些特點(diǎn)來說，機(jī)器人一個(gè)比較大的發(fā)展空間的行業(yè)是物流業(yè)。舉例來說，網(wǎng)上購物會(huì)面臨一個(gè)很大問題：物流配送。絕大多數(shù)人都希望送貨上門。這背后會(huì)存在一個(gè)繁瑣工作：分揀和配送。送貨還需人和車;但是機(jī)器人加上一個(gè)視覺系統(tǒng)或者是特殊的傳感器來進(jìn)行物流的分揀，出錯(cuò)率比人工分揀低很多。

    在物料庫里面，用機(jī)器人提貨非常準(zhǔn)確，它可以結(jié)合整個(gè)物流的控制，比方說所有的物料都有磁性條形碼，從分揀的角度來說機(jī)器人很快。從搬運(yùn)的角度來說，都比人工效率提高許多倍。

    目前，工業(yè)機(jī)器人替代人工的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。目前在國內(nèi)，汽車行業(yè)是機(jī)器人應(yīng)用需求最大的行業(yè)，電子行業(yè)則是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最快的行業(yè)，而其他行業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)成熟，處于大規(guī)模應(yīng)用的前夜。

    融入智能制造目前，工業(yè)機(jī)器人也到了一個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)換代的時(shí)候。過去50年的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人是作為高端設(shè)備而發(fā)展起來的，以后，它會(huì)將朝著非生物人工智能的方向發(fā)展。這與現(xiàn)在方興未艾的“智能制造”等制造新理念一拍即合。可以預(yù)見，工業(yè)機(jī)器人將在未來仍然會(huì)扮演著骨干的角色。

    現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)制造不僅要滿足批量化、自動(dòng)化的要求，而且也要具備可配置的、靈活的、能傳遞信息的、可變化的生產(chǎn)單元。以前一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一種車型，現(xiàn)在則要求一條生產(chǎn)線上要同時(shí)并線生產(chǎn)五六種甚至更多的車型。在這個(gè)單元里，機(jī)器人也被要求可以編程，并與操控單元通訊，為適應(yīng)生產(chǎn)要能根據(jù)程序更換各種工具及改變生產(chǎn)節(jié)拍。

    長安福特的車身的焊裝生產(chǎn)線上有超過500臺(tái)機(jī)器人，它們分別為福克斯、蒙迪歐、翼博等車型提供全部的高效率的焊裝工作，在一條生產(chǎn)線可以完成6種車型的生產(chǎn)，它們使用的工具是根據(jù)編程要求而可以改變的。正是有這樣的基礎(chǔ)才能夠保證有工廠下一個(gè)不同車型訂單，產(chǎn)線能夠按時(shí)、按質(zhì)、按量生產(chǎn)出來。

    無獨(dú)有偶， 在寶馬鐵西工廠處處可見機(jī)器人在不知疲倦地運(yùn)轉(zhuǎn)和工作，它們的工作精準(zhǔn)、高效，似乎永遠(yuǎn)也不會(huì)停下來。寶馬把生產(chǎn)流程切分成非常細(xì)小的片段，每個(gè)片段都遵循嚴(yán)格的順序加工，片段之間用自動(dòng)化傳動(dòng)機(jī)制聯(lián)系起來。它們還充分利用廠房空間，變傳統(tǒng)的地面運(yùn)輸為空中運(yùn)輸，在鐵西工廠的車間里，整個(gè)運(yùn)輸分樓上樓下3層，將每個(gè)工位緊密銜接在一起。

    據(jù)工廠的工作人員介紹，整個(gè)工廠各處布滿了數(shù)不清的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，它們?cè)谑占鞣N生產(chǎn)數(shù)據(jù)和參數(shù)，同時(shí)，每臺(tái)機(jī)器人背后都有一套復(fù)雜的生產(chǎn)編程軟件及設(shè)備控制的工業(yè)電腦，所有這些組成了一個(gè)看不見的高度復(fù)雜的電子網(wǎng)絡(luò)體系。因此，鐵西工廠物流得以智能化，生產(chǎn)線得以高度柔性化。目前，在鐵西工廠可以生產(chǎn)BMWX1，BMW3系標(biāo)準(zhǔn)軸距和長軸距，3個(gè)車型全部實(shí)現(xiàn)并線生產(chǎn)。不僅如此，3個(gè)車型都可以接受個(gè)性化定制生產(chǎn)，這對(duì)生產(chǎn)方式及作為其支撐的機(jī)器人提出了更高的要求。

    如果說第一次和第二次工業(yè)革命重點(diǎn)是擴(kuò)大產(chǎn)能、提高效率、保證質(zhì)量，那么新一輪工業(yè)革命更多的是智能化生產(chǎn)及快速的反應(yīng)，這與上兩次工業(yè)革命帶來的制造模式完全不一樣。

    在新一輪工業(yè)革命中，機(jī)器人將改變制造模式，它不是簡單地提高質(zhì)量降低成本或者是提高效率，最本質(zhì)的改變是對(duì)人工重大的替代，完成人無法勝任的非常態(tài)下的作業(yè)，并極大滿足個(gè)性化的需求。與其說這是機(jī)器人肩上的使命，勿寧說這人類在數(shù)百年的工業(yè)化過程中，終于“培養(yǎng)”出了可以替代自已的助手，并通過它，讓自已的智能得以延伸。

    對(duì)中國而言，機(jī)器人的“元年”，標(biāo)志著中國制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的一次美好開始。它的影響，人們現(xiàn)在尚無法準(zhǔn)確預(yù)估，但是可以肯定的是，今后的中國制造肯定會(huì)以更加美麗的面貌出現(xiàn)在世人面前。